Diferensiasi Sel dan Jaringan

By On Friday, February 17th, 2017 Categories : Sains

Organisasi spasial sel-sel yang membentuk jaringan adalah juga pusat fungsi jaringan dan kelangsungan hidup. Organisasi ini sebagian tergantung pada polaritas, atau orientasi sel tertentu di tempat mereka. Tentu saja, sinyal eksternal dari sel tetangga atau dari matriks ekstraseluler juga berpengaruh penting pada susunan sel-sel dalam jaringan.

Apakah Sumber Sel Baru untuk Jaringan?

Tanpa pembelahan sel, kelangsungan hidup jangka panjang jaringan tidak mungkin. Di dalam setiap jaringan, sel-sel yang terus mengisi diri melalui proses pembelahan, meskipun tingkat pergantian dapat bervariasi antara jenis sel yang berbeda dalam jaringan yang sama. Misalnya, dalam otak mamalia dewasa, neuron jarang membagi. Namun, sel-sel glial dalam otak terus membelah sepanjang hidup mamalia dewasa. Sel epitel mamalia juga melakukan perhantian secara teratur, biasanya setiap beberapa hari.

Neuron tidak hanya sel-sel yang kehilangan kemampuan mereka untuk membagi ketika mereka dewasa. Bahkan, banyak sel dibedakan dari kehilangan kemampuan ini. Untuk membantu mengatasi kehilangan ini, jaringan memelihara sel-sel induk untuk melayani sebagai reservoir sel tidak dibeda-bedakan. Sel induk biasanya memiliki kapasitas untuk tumbuh menjadi banyak jenis sel yang berbeda. Faktor transkripsi – protein yang mengatur gen yang ditranskripsi dalam sel – tampaknya penting untuk menentukan sel induk tertentu mengambil jalur ketika mereka berdiferensiasi. Sebagai contoh, kedua sel usus serap dan sel goblet timbul dari populasi sel induk yang sama, tetapi program transkripsi yang berbeda menyebabkan mereka dewasa menjadi sel-sel yang berbeda secara dramatis (Gambar 1).

Bagaimana Jaringan Non-tumbuh Menjaga Dirinya Sendiri?

Meskipun sebagian besar jaringan pada organisme dewasa menjaga ukuran konstan, sel-sel yang membentuk jaringan-jaringan ini terus bergantian. Oleh karena itu, dalam rangka untuk jaringan tertentu untuk tetap ukuran yang sama, kecepatan kematian sel dan pembelahan sel nya harus tetap seimbang.

Setiap kali sel-sel induk dihimbau untuk menghasilkan jenis tertentu dari sel, mereka menjalani pembelahan sel asimetris. Dengan pembagian asimetris, masing-masing dua sel anak yang dihasilkan memiliki perjalanan hidup yang unik. Dalam hal ini, salah satu sel anak memiliki kapasitas yang terbatas untuk pembelahan sel dan mulai membedakan, sedangkan sel anak lainnya tetap menjadi sel induk dengan kemampuan proliferasi terbatas.

Berbagai faktor dapat memicu kematian sel dalam jaringan. Sebagai contoh, proses apoptosis, atau sel mati terprogram, selektif menghilangkan sel yang rusak – termasuk mereka dengan kerusakan DNA mitokondria atau rusak. Selama apoptosis, protease seluler dan nuklease diaktifkan, dan sel merusak diri sendiri. Sel juga memantau faktor kelangsungan hidup dan sinyal negatif yang mereka terima dari sel-sel lain sebelum memulai kematian sel terprogram. Setelah apoptosis dimulai, hasil cepat, meninggalkan fragmen kecil dengan potongan dikenali dari bahan inti. Sel-sel khusus kemudian dengan cepat mencerna dan menurunkan fragmen ini, membuat bukti apoptosis sulit untuk dideteksi.

Apa Komponen Seluler Mendukung Struktur Jaringan?

Fungsi jaringan tergantung pada lebih dari jenis sel dan tingkat yang tepat dari kematian dan divisi: Ini juga merupakan fungsi pengaturan seluler. Kedua sambungan sel dan jaringan sitoskeletal membantu menstabilkan arsitektur jaringan. Misalnya, sel-sel yang membentuk jaringan epitel manusia menempel satu sama lain melalui beberapa jenis sambungan perekat. Karakteristik Protein transmembran memberikan dasar untuk masing-masing jenis sambungan. Pada sambungan ini, protein transmembran pada satu sel berinteraksi dengan protein transmembran yang sama pada sel-sel yang berdekatan. Protein adaptor khusus kemudian menghubungkan perakitan yang dihasilkan ke sitoskeleton setiap sel. Ini banyak koneksi terbentuk antara persimpangan dan protein sitoskeletal efektif menghasilkan jaringan yang membentang di atas banyak sel, memberikan kekuatan mekanik untuk epitel.

Usus endotelium – sebenarnya merupakan epitel yang melapisi permukaan dalam saluran pencernaan – adalah contoh yang sangat baik dari struktur ini bekerja. Di sini, persimpangan ketat antara sel-sel membentuk segel yang mencegah bahkan molekul kecil dan ion bergerak melintasi endotelium. Akibatnya, sel-sel endotel sendiri bertanggung jawab untuk menentukan molekul melewati dari lumen usus ke dalam jaringan sekitarnya. Sementara itu, adherens persimpangan berdasarkan protein transmembran kaderin memberikan dukungan mekanik pada endotel. Persimpangan ini diperkuat dengan keterikatan susunan yang luas dari filamen aktin yang mendasari apikal – atau lumen yang menghadap- membran.

Ini koleksi terorganisir dari filamen aktin juga meluas ke mikrovili, yang merupakan proyeksi seperti jari kecil yang menonjol dari membran apikal ke dalam lumen usus dan meningkatkan luas permukaan yang tersedia untuk penyerapan nutrisi. Dukungan mekanis tambahan datang dari desmosom, yang muncul sebagai struktur seperti plak di bawah membran sel, melekat pada filamen menengah. Bahkan, desmosom-intermediate jaringan filamen memperpanjang di beberapa sel, memberikan sifat endotelium seperti lembaran. Selain itu, dalam usus terdapat sel-sel induk yang menjamin pasokan sel-sel baru yang berkontribusi terhadap beberapa jenis sel yang diperlukan untuk struktur yang kompleks ini berfungsi dengan baik (Gambar 2).

Bagaimana Matrix Ekstraseluler Mendukung Struktur Jaringan?

Ini matriks ekstraselular (ECM) juga penting untuk struktur jaringan, karena memberikan situs lampiran untuk sel dan mengirim informasi tentang posisi tata ruang sel. ECM terdiri dari campuran protein dan polisakarida yang dihasilkan oleh Golgi reticula dan aparat endoplasma sel di dekatnya. Setelah disintesis, molekul-molekul ini bergerak ke sisi yang tepat dari sel – seperti wajah basal atau apikal – di mana mereka dikeluarkan. Organisasi Final ECM kemudian terjadi di luar sel.

Untuk memahami bagaimana ECM bekerja, mempertimbangkan dua sisi yang sangat berbeda dari endotelium usus. Satu sisi jaringan ini menghadapi lumen, di mana terjadi kontak dengan makanan yang dicerna. Sisi lain menempel pada struktur dukungan ECM khusus yang disebut lamina basal. Lamina basal terdiri dari kolagen dan protein laminin, serta berbagai makromolekul lainnya. Di sisi endothelium, sambungan perekat melampirkan sel ke ECM. protein Transmembran integrin di persimpangan mengikat komponen ECM dan merekrut sinyal protein ke sisi sitoplasma mereka. Dari sana, sinyal pergi ke inti dari setiap sel.

Kesimpulan

Jaringan adalah komunitas sel yang memiliki fungsi melampaui apa tipe sel tunggal bisa capai. Jaringan sehat memerlukan campuran yang tepat dari sel-sel, dan sel-sel di dalamnya harus berorientasi dengan benar dan membagi pada tingkat yang tepat. Dalam rangka mengkoordinasikan fungsi mereka, organisasi, dan tingkat kematian dan pembagian, sel-sel dalam jaringan terus memproses dan merespon sinyal dari satu sama lain dan dari ECM sekitar mereka.